相控阵天气雷达监测预警龙卷风的过程剖析

天气雷达作为龙卷风监测预警的重要手段之一,应用具有超高时空分辨率的X波段双极化相控阵天气雷达系统,较好地捕获并提前预警龙卷风。以2022年6月19日07时发生在广东佛山南海的一次龙卷风为例,详细剖析龙卷生消及雷达监测预警过程。借助雷达智能预警软件,利用X波段双极化相控阵天气雷达的双偏振量和超高时空分辨率数据,实时反演三维风场和分析龙卷碎片(TVS)特征,能够显著提高龙卷风监测预警水平。实例表明,本次成功地提前18分钟预警龙卷,进一步说明了X波段双极化相控阵天气雷达在强对流天气探测方面具有较强的生命力。     

网络GIS及其内容体系和应用分析

众多研究人员在网络GIS的研究方面都习惯将其内容简单化为WebGIS或者Internet/Intranet GIS。实际上,WebGIS和Internet/Intranet GIS在数据模型、网络架构、体系构建和功能部署等方面都有较大的区别,这种将We-bGIS和Internet/Intranet GIS统称为网络GIS的做法本身就有缺陷。本文以网络和分布式计算技术为基础,从“广义”和“狭义”的角度对网络GIS的概念框架、内容体系和应用等几个方面做了重构研究,以期推动网络GIS的研究进展。     

复杂线-线对象的拓扑关系描述与计算方法

空间拓扑关系是GIS中空间查询和分析的基础。针对当前空间拓扑关系模型在表达较复杂对象间拓扑关系存在局限性的突出问题,以线对象为实例,根据点集拓扑理论,重新定义和区分线对象的复杂性;以9I模型为基础,提出一种适合二维复杂线对象的拓扑关系的线性序列描述模型,将复杂线-线的拓扑关系表示成基本拓扑关系的组合。分析不同情形下线之间拓扑关系不同的计算方法。为实现复杂线-线拓扑关系的计算,提高扫描线算法的效率,探讨包络矩形粗滤、线节点重合或共线的斜率坐标判断法等改进方法,提出判断线-线是否相交的矢量叉乘法,具有快速高效的特点。最后,通过实验系统导入线坐标串,进行图形绘制、拓扑关系计算并输出结果,从而验证该模型和算法的可行性。     

Types and spatial combinations of Danxia landform of Fangyan in Zhejiang Province

The prominent types of Danxia landform in Fangyan include enclosed valleys, mesas, peaks, stone columns and grooves etc. Their spatial combinations have regular configurations along the northwest–southeast direction: typical grooves and caves are located in the northwestern Wufengshuyuan mainly; abundant fresh collapsed stones may be observed in central Jimingfeng and Taohuafeng; stone drums and stone columns are in the southeastern Shiguliao particularly; enclosed valleys are encircling joints of peaks and plains from three directions east, west, and south. Their spatial combinations reflect that the developments of Danxia landform have undergone stages of geomorphic cyclical erosion in the form of weathering, collapse, transportation, sedimentation and other processes, together with the “sculpture” of external forces mainly as tectonic uplift. The picturesque Danxia landform began its formation at that point. Danxia landform developed mainly in the strata of Fangyan Formation (K1f) caused by the alluvial fan-braided river phase of anterior fan in the late period of the Early Cretaceous. Regular patterns of weathering of stones and features of braided alluvial phase sediments may be verified by the analysis of three groups of experimental data. Danxia landform of Fangyan is a unique representative of the “adolescent” development type in the application of the World Natural Heritages status in China, by virtue of its outstanding universal aesthetic and scientific value.     

基于地名志的东北历史时期土地利用变化研究——以吉林省镇赉县为例

研究历史时期的土地利用与土地覆被变化,对于人类的生产活动有着重要的借鉴意义。本文以吉林省镇赉县为例,探讨了地名志等历史资料在确定东北地区大规模开发利用初始年限研究中的应用,并结合重分类、重心转移分析、叠加分析方法,分析了镇赉县地名志等史料记载的土地开发利用特征。结果表明:在康熙年间和1853年,镇赉县先后有过有记载的定居后小范围开垦活动,而直到1875年开始持续的土地开垦利用,此前镇赉县基本上处于自然状态。在技术手段不发达的早期,村屯的演变过程与土地开发利用过程是相辅相成的,因此,从村屯演变特征来看,1907-1912年期间土地开发利用最为突出;到1975年时,镇赉县村屯格局基本形成,而此时的土地开发利用活动已由个人行为转变为集体的机械化。在开禁等政策、自然灾害,以及战争等影响下,镇赉县土地开发呈由东部和中部的平坦地区向西部地势较高地区扩展的过程。     

基于手绘图件的考古遗址三维建模方法

考古遗址是研究古代人类活动的重要场所。重建考古遗址三维模型对于历史回溯、古环境恢复和古迹保护等考古工作均具有重要的意义。传统考古发掘过程中普遍采用的手绘图件难以实现考古现场环境的模拟与再现,也不能准确地反映出遗址中文化层与其所包含地物的空间关系。近年来,考古学家引入各类勘察新技术用于考古文化层与遗迹的三维建模,但这些方法无法应用于已完成发掘工作的遗址三维重建。针对这一问题,本文提出一种以考古发掘过程中普遍采用的手绘图件为数据源的考古遗址三维建模方法。该方法以探方为基本建模单元,将考古文化层与遗迹分开建模,利用探方分布图及探方图建立考古文化层三维模型,利用遗迹图建立考古遗迹三维模型,并以三维实体布尔运算方法,将两者无缝整合,构建完整的田野考古遗址三维模型。最后,以湖南澧县八十垱东区为研究区,验证了本文相关研究成果的有效性与实用性。实践证明,该方法能够充分利用传统考古过程中积累的大量资料,有助于将传统考古学在宏观尺度下的定性描述转化为现代"数字考古"中微观尺度的定量描述。     

基于遥感的江苏省大陆岸线岸滩时空演变

基于江苏省1984-2016年61景多源遥感影像数据和部分实测潮位、坡度数据,利用遥感技术结合改进的水边线方法提取了多时相的海岸线和平均大潮低潮线,研究了江苏省绣针河口至连兴河口大陆岸线岸滩的时空演变特征。结果表明：1984-2016年,由于海岸带开发,江苏省的海岸线整体以向海推进为主,自然岸线由458.24 km逐渐减少至166.74 km,人工岸线由163.66 km快速增加至598.74 km,大陆岸线长度由621.90 km增加至765.48 km。发生位置和长度变化的岸段中,淤长岸段长127.62 km,年均向海推进83.03 m;围垦岸段长401.21 km,年均向海推进87.63 m;冲刷岸段长71.17 km,年均离海后退10.81 m;围垦被侵蚀岸段长25.95 km,年均离海后退8.64 m。海岸线的空间变化导致江苏省沿海陆地面积净增加104332 hm²,其中由于围垦增加的陆地面积98520 hm²,围垦是陆地面积增加的主要原因。海岸线的离海后退主要发生在废黄河三角洲岸段,但是到2008-2016年,岸线的侵蚀范围已向南扩大至新洋河口至斗龙港岸段。受围垦活动及岸线侵蚀影响,江苏省潮间带坡度不断变陡,统计断面的平均坡度由1.4‰增加至1.9‰,其中废黄河三角洲岸段的中山河口至扁担河口岸段坡度最陡,基本在3~14‰之间;辐射沙洲陆岸岸段坡度最为平缓,但坡度也在逐渐陡化,由0.9‰增加至1.5‰。潮间带面积由271747 hm²减少至168645 hm²,减幅38%;潮间带平均宽度由5064 m减少至3096 m,减幅39%。     

农业干旱风险研究进展

农业干旱风险分析是近年来兴起的一个新的研究领域,这一研究不仅是农业旱灾风险管理的基础和前提,也是农业干旱风险区划和灾前损失预评估的理论基础。本文系统阐述了农业旱灾风险的内涵及构成要素、风险分析体系及研究现状,在此基础上指出,依据自然灾害风险分析基本原理,从农业旱灾危害性以及承灾体脆弱性角度系统地建立农业旱灾综合风险分析程序框架和指标体系,尤其是开发针对每一风险要素的、动态的数学模型和指标体系是当前干旱灾害风险时空格局研究的当务之急。     

地理命名实体分类体系的设计与应用分析

自然语言是一种重要的空间数据来源,从自然语言中获取地理空间信息是地理信息科学的重要研究议题。完善的地理命名实体分类体系,有助于实现自然语言中地理空间信息的解析、存贮、组织、管理、分析及共享应用。现有的基础地理要素分类体系、地名分类体系和组织机构分类体系,分别侧重于不同的应用领域,只能表达自然语言中的部分地理命名实体,没有考虑时空关联特性。本文在参照大量相关标准的基础上,根据大量自然语言文本的标注结果,以地理命名实体所指代的空间位置、地理特征和属性作为分类标准,采用主分表和复分表相结合的方式,设计了地理命名实体分类体系(简称GNEC)。采用定量和定性相结合的方法,分析了GNEC与GB/T18521-2001,GB/T13923-2006,CHG IS的地名分类体系、ADL的FTT词表之间的兼容性,并以中文文本的地理命名实体解析和地图服务为例,验证了GNEC的应用性能。多样性是自然语言中地理实体描述的重要特征,而分类体系主要实现地理命名实体的概念化操作。因此,在GNEC基础上构建本体,将成为解决这一问题的有效途径。